ANALISIIS MODELL LING 3D MENGGUNA M AKAN TEK KNIK REND DERING DEFAULT (SCANL LINE) DAN N TEKNIK R RENDERIN NG MENTAL RAY
NASK KAH PUBLIKASI
diajukan oleh h Had di Poerwan nto 0 09.11.3031
kepada AH TINGGI MANAJEM MEN INFOR RMATIKA DAN KOMPUTER SEKOLA AMIKOM M YOGYAK KARTA YO OGYAKART TA 2014
3D MODELLING ANALYSIS USING DEFAULT RENDERING TECHNIQUES (Scanline) AND MENTAL RAY RENDERING TECHNIQUES ANALISIS MODELLING 3D MENGGUNAKAN TEKNIK RENDERING DEFAULT (SCANLINE) DAN TEKNIK RENDERING MENTAL RAY Hadi Poerwanto Dhani Ariatmanto Jurusan Teknik Informatika STMIK AMIKOM YOGYAKARTA
ABSTRACT The need for data and information technology as well as supporting the current technology is quite significant . One is that the current 3D technology has been developed and used in a variety of areas , in the form media , movies , games, and engineering character or object. Comparative analysis of the background of this rendering technique is due to the significant difference is quite apparent from the data geometry , viewpoint , texture and light are needed to form a realistic image that affects the value of a 3D image in terms of quality as well as the proper use of the 3D image formats and animation . It can be concluded that the purpose of this analysis is to create an idea or conclusion about the Default Rendering Technique Comparison ( Scanline ) with Mental Ray Rendering Techniques. In this paper will be made in the format of Figure ( . JPG ) using Autodeks Applications 3ds Max 2012 and Adobe Photoshop CS3 is to make and analyze 3D models Audy R8 Spyder cars that focuses on lighting technique with two techniques , namely rendering Rendering Default ( Scanline ) and techniques Mental Ray rendering . From the making of this thesis , the result may be a lot of help the designer in particular students or any student in the Multimedia 3D rendering process and its advantages are also weaknesses in the two Rendering . It is expected to better understand the content of the information provided , in accordance with the purpose of analysis.
Keywords : Comparison , Engineering Render , 3D models ( . JPG )
1. PENDAHULUAN Rendering merupakan proses untuk membentuk sebuah gambar dari sebuah model yang dibentuk oleh perangkat lunak animasi. Model tersebut berisi data geometri, titik pandang, tekstur dan cahaya yang diperlukan untuk membuat gambar yang utuh. Selain itu, Rendering 3D merupakan proses yang sangat penting dan telah digunakan untuk berbagai macam penggunaan, seperti program permainan komputer, efek spesial pada film dan program simulasi. Pada skripsi ini dibuat model 3D yakni mobil Audy R8 Spyder dengan menganalisa perbandingan kualitas citra realistis, waktu render, dan kinerja render yaitu dengan Teknik Rendering Default (Scanline) dan Teknik Rendering Mental Ray yang bertitik berat pada Teknik Pencahayaan. Adapun tujuan dari analisa ini selain untuk mengembangkan wawasan tentang ilmu pengetahuan yang berhubungan dengan Multimedia juga untuk menambah pengetahuan para pelajar, mahasiswa, ataupun desaigner Multimedia untuk lebih memahami informasi mengenai Modelling 3D, Tehnik Rendering dan Tehnik Pencahayaan
2. LANDASAN TEORI 2.1 Multimedia 2.1.1
Pengertian Multimedia Multimedia adalah interaksi antara elemen-elemen media. Multimedia dapat
dikatakan mempunyai arti melibatkan banyak (multi) media. Dengan menggunakan media maka informasi yang ditampilkan dapat lebih mudah untuk dimengerti oleh sasaran. Hal ini disebabkan pada saat informasi muncul di layar maka semua elemen dapat ditampilkan secara serempak pada waktu yang bersamaan.
2.2 3 Dimensi (3D) Pengertian 3 dimensi atau biasa disingkat 3D atau disebut ruang, adalah bentuk dari benda yang memiliki panjang, lebar, dan tinggi. Obyek 3-D adalah sekumpulan titik-titik 3-D (x,y,z) yang membentuk luasan-luasan (face) yang digabungkan menjadi satu kesatuan. Face adalah gabungan titik-titik yang membentuk luasan tertentu atau sering dinamakan dengan sisi. Istilah ini biasanya digunakan dalam bidang seni, animasi, komputer dan matematika. 3D animasi membutuhkan proses yang relatif lebih sederhana dibandingkan 2D animasi (cel animation) karena semua proses bisa langsung dikerjakan dalam satu komputer software. Secara garis besar proses 3D animasi bisa dibagi 4 tahap yaitu:
1) Modeling 2) Animating 3) Texturing 4) Rendering
2.2.1
Pengertian Rendering Rendering adalah proses yang menggabungkan model geometris dengan
deskripsi permukaan , pencahayaan, dan data lainya untuk membuat citra visual. Perangkat lunak atau komponen untuk melakukan rendering disebut renderer (Brooker 2008). 2.2.1.1 Default (Scanline) Scanline rendering adalah sebuah teknik rendering dalam komputer grafik 3D yang bekerja berdasarkan baris per baris dari poligon dan pixel. Setiap polygon yang akan dirender pertama akan disusun dari puncak atas kordinat Y dimana pertama kali muncul, kemudian tiap tiap baris atau scanline dari image dikomputasikan dengan menggunakan perpotongan antara scanline dengan polygon yang terdaftar, dimana scanline bergerak secara berurutan menuju kebawah gambar (Morein S. 2000). Scanline
rendering
lebih
merupakan
metode
yang
digunakan
dalam
menghasilkan grafik pada motion pictures dalam komputer grafik, selain juga digunakan untuk video game dan pada kebanyakan sebagai visualisasi model pada berbagai teknik terapan. Dalam scanline rendering, penggambaran dihasilkan dengan melakukan iterasi melalui bagian komponen dari geometri sederhana. Jika jumlah dari pixel yang keluar relative konstan, maka waktu render cenderung meningkat dalam proporsi liner berdasarkan dari jumlah geometri sederhana tersebut.
2.2.1.2 Mental Ray Metode ini memberikan hasil yang hampir sama dengan scanline rendering, tetapi render Mental Ray mampu memberikan efek optik yang lebih baik, seperti simulasi dari refleksi dan refraksi yang lebih akurat dengan hasil output yang lebih baik. Perbedaannya yaitu mental ray mengikuti sinar yang diawali dari titik mata, dan merupakan pengembangan dari raycasting, bukan dari sumber cahaya seperti yang digunakan oleh scanline rendering (Klein, W. Li, M. Kazhdan, W. Corrka, A. Finkelstein, T. Funkhouser. 2000). Mental Ray bekerja dengan mencari jejak sebuah garis cahaya yang berpotongan (Intersect) dengan lensa kamera. Karena bekerja dengan mengikuti arah garis sinar yang berlawanan, berbagai informasi visual dari seluruh scene
dikumpulkan dan dihasilkan pada titik pandang dari kamera / mata. Tetapi hasil dari refleksi dan refraksi dari absorpsi dikalkulasikan ketika sinar tersebut berinteraksi / berpotongan dengan obyek serta media lainnya dalam scene.
2.3 Teknik Pencahayaan 2.3.1
Teknik Pencahayaan Indoor Pencahayaan indoor kebanyakan merupakan pencahayaan buatan yang
berasal dari lampu ruangan. Ada juga cahaya dari luar ruangan yang masuk kedalam ruangan melalui sebuah lobang, jendela atau atap transparan. Sumber cahaya itu akan menentukan bagaimana suasana dari ruangan tersebut. 1)
Three Point Lighting Three-point lingting adalah teknik dasar yang biasa dipakai dalam dunia sinematografi dan foto-foto grafi. Dalam pencahayaan ini ada 3 poin, yaitu keylight (lampu utama yang nantinya bayangan terbentuk), fill-light (lampu pengisi yang nantinya intensitasnya lebih kecil dan tanpa bayangan), dan backlight (lampu belakang yang membantu cerahnya tampilan objek).
2)
Area Light (Sumber Cahaya) Berbeda dengan three-point light, area light adalah sumber cahaya yang terlihat berpendar. Contoh pada kenyataan biasanya terlihat seperti lampu, sinar matahari, sinar bulan, dan lain sebagainya.
2.3.2
Teknik Pencahayaan Outdoor Pencahayaan outdoor bisa diartikan sebagai pencahayaan yang berada diluar
ruangan. Cahaya itu bisa berasal dari cahaya matahari dan cakrawala (Sunlight & Skylight) : sunlight berasal dari satu titik, yaitu contoh matahari itu sendiri. Sementara itu skylight atau cahaya cakrawala adalah cahaya matahari yang terpantul dari lapisan atmosfer bumi. Cahaya itu bisa berubah-ubah tergantung cuaca dan waktu bahkan letak geografis. Adapula moon light yang dibuat berdasarkan sinar bulan juga lampu buatan pada malam hari yang menerangi jalan. Sinar bulan adalah pantulan dari sinar matahari sehingga warnanya cenderung seperti sinar matahari.
2.4 Analisis Ragam 2.4.1
Analisis Variance (ANOVA) Analysis of Varience (ANOVA) merupakan salah satu teknik analisis
multivariate yang berfungsi untuk membedakan rerata lebih dari dua kelompok data dengan cara membandingkan variansinya. Analisis varian termasuk dalam kategori
statistik
parametric.
Sebagai
alat
statistika
parametric,
maka
untuk
dapat
menggunakan rumus ANOVA harus terlebih dahulu perlu dilakukan uji asumsi meliputi normalitas, heterokedastisitas dan random sampling.
2.4.2
Uji Duncan Uji Duncan atau juga dikenal dengan istilah Duncan Multile Range Test (DMRT)
memiliki nilai kritis yang tidak tunggal tetapi mengikuti urutan rata-rata yang dibandingkan. Uji Duncan adalah uji lanjutan untuk mengetahui nilai tengah mana saja yang sama dan nilai tengah mana saja yang tidak sama ketika pengujian kehomogenan beberapa nilai tengah memberikan hasil menolak hipotesis nol dan menerima hipotesis alternatif.
3. ANALISIS (PROSES PENELITIAN) 3.1 Analisis SWOT Untuk mengetahui kelemahan dan kelebihan dalam analisis dan perancangan model 3D dengan perbandingan rendering ini maka digunakanlah analisis SWOT. Analisis SWOT adalah metode perencanaan strategi yang digunakan untuk mengevaluasi kekuatan, kelemahan, peluang, dan ancaman dalam suatu perancangan.
3.2 Perancangan Sistem 3.2.1
Workflow Penelitian Work Flow Penelitian menyajikan alur penelitian dari awal hingga akhir, adapun
Work Flow Penelitian pada Sistem Analisa Perbandingan Rendering ini adalah sebagai berikut : Mulai
Studi Pustaka
Desain
Perancangan
Berdasarkan Realistis Citra dan Waktu Rendering
Pengujian
Selesai
Evaluasi
Gambar 3.1 Work Flow Penelitian 3.2.2
W Workflow Riliis dan Pengu ujian Untuk lebih spe esifik Work Flow F Rilis dan n Pengujian yang dilakukkan dengan
beberapa tahap yaitu Rendering, R Pu ublikasi sehin ngga mendapatkan Rank berdasarkan b der, serta membandingka m an Rank an ntar metode presepsi responden, Waktu Rend akan ANOVA A dan Uji Dunccan. mengguna
Rendering
K Kualitas
C Citra
Waktu W Render R
Pa arameter D Data
Analisis AN NOVA Ditolak H0
Uji Duncan D
Diterim ma Selesai
Gambar 3.2 2 Work Flow Pengujian
4. HASIL PENELITIAN P DAN PEMBA AHASAN 4.1 Pemb bahasan 4.1.1
K Kualitas Citra a Pen ngujian Kualitas fokus pa ada perband dingan citra. Ada 2 peng gujian yang
pertama yaitu y dengan n Citra konttinue dan ya ang kedua d dengan peng gujian yang dilakukan dengan men nganalisa hassil rendering tiap metode sehingga me enghasilkan perbandingan nilai citra a. Disajikan 6 buah citra yang y merupa akan hasil ren nder Default ertama yaitu Scanline thre ee-point light, citra kedua (Scanline)) dan Mental Ray. Citra pe Scanline Area A light, citrra ketiga Scanline Sunlight, citra keemp pat Mentalrayy three-point light, citra kelima Menta alray area ligh ht, dan citra keenam k Mental ray Sunligh ht.
4.1.1.1 Kualitas Citra a Teknik Ren nder Default (Scanline)
Ga ambar 4.1 Cittra Teknik Re ender Default (Scanline) da an Grafik HSB B
Tabel 4.1 Hasil Analisiis Variansi (ANOVA) Kualiitas Render Teknik T Renderr Default (Scanline) S SK
JK
Db
KT
Fhitung
F Ftabel
R Rata-rata
JKK = 128 8
Db
KTK = 64
Fhitung = *
F Ftabel =
k kolom
numeratto
5 5.14
(k-1) = 2 G Galat
JKG = 0
Db
denum
KTG = 0
(N-k) = 6 T Total
JKT = 128
N-1=8
ah yang belu um diketahui maka diambil keputusan Karrena F hitung ada di daera kearah pe enolakan (F hitung > F tabel) maka H0 ditolak, minimal ada a sepasang metode memberikan ra ata-rata kualita as render yan ng berbeda nyyata y membe erikan rata-ra ata kualitas render r yang Untuk menentukkan metode yang n maka digunakan Uji lanjutan l Dunccan. berbeda nyata Mem mbandingkan n nilai tengah dengan nilai signifikan Du uncan sehingg ga diperoleh grafik perb bandingan se ebagai berikutt :
Gambar 4.2 Grafikk Nilai tengah h kualitas Tekknik Render Default D (Scanlline) 4.1.1.2 Kualitas K Citra a Teknik Ren nder Mental Ray R
Gambar 4.3 3 Citra Teknikk Render Men ntal Ray dan Grafik G HSB Tabel 4.2 Hasil H Analisis Variansi (ANO OVA) Kualitass Render Tekknik Render Mental M Ray S SK
JK
Db
KT
Fhitung
F Ftabel
R Rata-rata
JKK = 114 4
Db
KTK = 57
Fhitung = *
F Ftabel =
numeratto
k kolom
5 5.14
(k-1) = 2 G Galat
JKG = 0
Db
denum
(N-k) = 6 T Total
JKT = 114
N-1=8
KTG = 0
5 5.14
Karrena F hitung ada di daera ah yang belu um diketahui maka diambil keputusan kearah pe enolakan (F hitung > F tabel) maka H0 ditolak, minimal ada a sepasang metode memberikan ra ata-rata kualita as render yan ng berbeda nyyata. y membe erikan rata-ra ata kualitas render r yang Untuk menentukkan metode yang n maka digunakan d Ujji lanjutan Duncan. Membandingkan nilai tengah berbeda nyata dengan nilai n signifikan Duncan sehingga s dipe eroleh grafikk perbandingan sebagai berikut :
Ga ambar 4.4 Grrafik Nilai tengah kualitas Teknik Rende er Mental Rayy 4.1.2
P Pengujian Wa aktu Render Pen ngujian pada tahap ini dicari waktu re ender (detik) tercepat me enggunakan
stopwatch h yang dihitung dari wakttu render untuk setiap m metode dilaku ukan proses rendering dengan tiga kali k perulanga an. Hasil yang g didapat darri pengujian waktu w render lalu diana alisa menggu unakan Anallisis Varians atau yang biasa diseb but ANOVA terdapat tiga metode yaitu y Three-po oint Light Scanline, Area Light Scanlin ne, dan Sun Light Scan nline.
W Rende er Pada Tekn nik Render Default (Scanline) 4.1.2.1 Waktu Tabel 4.9 Hasil Pengujian Wakttu Render Tekknik Render D Default (Scan nline)
No.
P1
etode Me nt light 3 poin Scanline
Wa aktu render (d detik) Ulangan 1 14.87
Ulangan 2 15.25
Ulangan n3 15.07
Rata a-rata 15.06
P2
P3
Area light
27.34
27.19
27.04
27.19
858.86
882.30
892.32
877.83 3
Scanline L Sun Light Scanline
Tabel 4.3 3 Hasil Analissis Variansi (A ANOVA) Wakktu Render Te eknik Render Default (Scanline) S SK
JK
R Rata-rata
JKK
k kolom
1468090.4
=
Db
KT
Db
KTK
numeratto
45.2 73404
Fhiitung =
Fhiitung 741 14.6
F Ftabel =
F Ftabel
=
5 5.14
(k-1) = 2 G Galat
JKG = 590
Db
denum
KTG = 98.33
(N-k) = 6 T Total
JKT
=
N-1=8
1468680.3
Karrena F hitung ada di daera ah yang belu um diketahui maka diambil keputusan kearah pe enolakan (F hitung > F tabel) maka H0 ditolak, minimal ada a sepasang metode memberikan ra ata-rata kualita as render yan ng berbeda nyyata Untuk menentukkan metode yang memb berikan rata-rrata waktu re ender yang n maka digunakan Uji lanjutan l Dunccan. berbeda nyata Mem mbandingkan n nilai tengah dengan nilai signifikan Du uncan sehingg ga diperoleh grafik perb bandingan se ebagai berikutt :
Gambar 4.5 Grafik Nilai tengah kualitas Teknik Render Default (Scanline)
4.1.2.2 Waktu Render Pada Teknik Render Mental Ray Tabel 4.10 Hasil Pengujian Waktu Render pada rendering Mental Ray
No.
P4
P5
P6
Metode 3 point light
Waktu render (detik) Ulangan 1
Ulangan 2
Rata-rata
Ulangan 3
92.05
90.65
92.50
91.73
176.92
175.87
175.13
175.97
66.17
63.78
66.20
65.38
Mental Ray Area light Mantal Ray Sun Light Mental Ray
Tabel 4.4 Hasil Analisis Variansi (ANOVA) Waktu Render Teknik Render Mental Ray SK
JK
Rata-rata
JKK
kolom
10479.2
=
Db
KT
Db
KTK
numerato
5239.6
Fhitung =
Fhitung 861.78
Ftabel =
Ftabel
=
5.14
(k-1) = 2 Galat
JKG = 36.48
Db
denum
KTG = 6.08
(N-k) = 6 Total
JKT
=
N-1=8
10515.68
Karena F hitung ada di daerah yang belum diketahui maka diambil keputusan kearah penolakan (F hitung > F tabel) maka H0 ditolak, minimal ada sepasang metode memberikan rata-rata kualitas render yang berbeda nyata Untuk menentukan metode yang memberikan rata-rata waktu render yang berbeda nyata maka digunakan Uji lanjutan Duncan. Membandingkan nilai tengah dengan nilai signifikan Duncan sehingga diperoleh grafik perbandingan sebagai berikut :
ambar 4.6 Grrafik Nilai tengah kualitas Teknik Rende er Mental Rayy Ga
PULAN 5. KESIMP Berdassarkan pada pembahasan n yang telah di bahas pad da halaman sebelumnya s d dan dengan adanya pene elitian hasil rendering r pad da model 3D mobil Audy R8 Spyder yyang bertitik berat pada Tehnik Penccahayaan dan n pembuatan laporan skripsi dengan jjudul “Analis sis Modeling g 3D mengg gunakan Tek knik Rendering Default dan d Teknik R Rendering Realistis R Men ntal Ray” dap pat diambil kesimpulan bah hwa : 1. Untuk pembuatan p m model 3D mob bil Audy R8 Spyder S yang bertitik berat pada tehnik pencah hayaan, yaitu dengan langkah : ¾
P Pembuatan m model 3D mo obil Audy R8 Spyder
ini menggunaka an software
Au utodesk 3ds Max M mulai dari pembuatan n body, ban, dan d background. ¾
Un ntuk pengolah han blueprint diolah mengg gunakan softw ware Adobe Photoshop. P
¾
Te ehnik pencah hayaan diguna akan agar da apat menghassilkan citra re ealistis pada model 3D agar nampak lebih menyerupa ai nyata.
¾
Un ntuk penyajia annya dibuat dalam d bentukk Gambar (.JP PG)
2. Berdassarkan pengujjian kualitas dan d waktu ren nder diperoleh hasil : 1. Kualitas Teknikk Render Deffault (Scanline e) dari tiap m metode meme enghasilkan nila ai citra realisstis yang berrbeda nyata. Begitu pula dengan Tekknik Render Me ental Ray darri tiap metode menghasilkkan nilai citra a realistis ya ang berbeda nya ata.
2. Efek yang disimulasikan oleh metode Default (Scanline) seperti refleksi dan bayangan, mampu ditampilkan lebih natural oleh metode Mental Ray. 3. Kemampuan untuk menghasilkan image yang lebih fotorealistik pada metode Mental Ray. Hal ini disebabkan kemampuan Mental Ray dalam melepas sinar lebih banyak dari Scanline, sehingga mampu menampilkan image dengan efek optik lebih akurat seperti pemantulan, pembiasan, serta bayangan. 4. Mental Ray berjalan dengan proses baru setiap kali titik sinar dijalankan secara berbeda. Sedangkan Default (Scanline) menggunakan data yang saling berhubungan untuk proses komputasi secara bersamaan antara pixel. Sehingga kinerja Mental Ray dalam proses rendering berjalan lebih lambat dibandingkan Default (Scanline). 5. Waktu yang telah diuji dan dianalisa pada kedua render menghasilkan bahwa kinerja render Scanline dan Mental Ray mempunyai waktu render berbeda nyata.
5.1
Saran Mengingat tidak ada yang sempurna di dunia ini, disadari sepenuhnya skripsi ini
masih banyak kekurangan sehingga kritik dan saran dari pembaca sangat diharapkan. Kiranya skripsi ini dengan segala kelebihan dan kekurangan dapat diterima serta member manfaat yang sebesar-besarnya bagi para pembaca. Berdasarkan kesimpulan di atas, penulis memberikan saran sebagai berikut: 1. Membandingkan metode dengan parameter yang berbeda. 2. Memperkuat dasar teori sehingga pengujian serta pembahasan lebih dapat diterima dan dipahami lebih baik lagi. 3. Diharapkan juga adanya pengembangan terhadap sistem analisis yang lebih luas yang bisa mencakup semua informasi mengenai Rendering. Demikian saran yang penulis sampaikan agar dapat diterima sebagai masukan. Semoga Sistem Analisis Perbandingan Rendering ini dapat digunakan sebaik-baiknya dan mendapatkan manfaat yang maksimal.
DAFTAR PUSTAKA Anonim. 2006. Pemodelan 3 Dimensi dengan 3D Studio Max 8. Semarang: Wahana Komputer. Hendri Hendratman & Robby , 2011, The Magic og 3D Dtudio Max, Penerbit Informatika, Bandung. Morein S. ATI Radeon HyperZ, 2000, Technology In Workshop on Graphics Hardware, Hot3D Proceedings, ACM SIGGRAPH. Eurographics A. Klein, W. Li, M. Kazhdan, W. Corrka, A. Finkelstein, T. Funkhouser.,2000, "Nonphotorealistic virtual environments", SIGGRAPH Sudarmawan, ST, MT, Dony Arius, 2007, Interaksi Manusia dan Komputer, Penerbit Andi, Yogyakarta. Wahana Komputer, 2013, Kupas Habis Tehnik Pencahayaan dengan V-Ray dan Mental Ray, Penerbit Andi dan Wahana Komputer, Semarang. H. Abdul Taram Ahmad MSi, Rancangan Percobaan, copyright © Program Studi Pendidikan Matematika UAD, Yogyakarta. http://www.coolphptools.com/color_extract diakses pada Rabu 12 Desember 2013 08.30 http://aja-dibuka.blogspot.com/2013/05/cara-mengetahui-kode-warna.html diakses pada Rabu 12 Desember 08.30
